一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及绝缘子清洗技术领域，具体为一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统与方法，系统包括清洗控制组件、激光发射组件和清洗执行组件，清洗控制组件与激光发射组件和清洗执行组件通讯连接，激光发射组件与清洗执行组件通过传输光纤连接；清洗控制组件包括控制模块和PC机；激光发射组件为清洗用激光器；所述清洗执行组件包括无人机本体、六轴联动机器人和激光清洗头，所述六轴联动机器人首端安装在无人机本体上，所述六轴联动机器人末端与激光清洗头夹持连接。采用无人机搭载激光清洗头进行绝缘子的清洗相较于人工清扫、绝缘杆带电擦拭、带电水冲洗、干冰清洗及化学清洗剂清洗，实现了绝缘子的高效、快捷、安全和低成本清洗。本清洗。本清洗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统与方法


[0001]本专利技术涉及绝缘子清洗
，特别涉及一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统与方法。

技术介绍

[0002]现有的绝缘子清洗方法主要有停电人工清扫、绝缘杆带电擦拭、带电水冲洗、干冰清洗及化学清洗剂清洗等。这些方法存在以下不足：
[0003](1)停电人工清扫和绝缘杆带电擦拭费时、费力、劳动强度大，清扫质量难以保证；
[0004](2)带电水冲洗存在成本高、危险因素大的缺点，且容易致使周围空气湿度增加，造成严重的邻近闪络风险；
[0005](3)干冰清洗设备庞大，干冰制备成本较高，难以在电厂进行推广应用；
[0006](4)化学清洗剂在挥发过程中，必然会带走设备表面的热量，可能由此引起设备表面的温度下降、绝缘阻值变化，影响绝缘子的绝缘性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统与方法，用以解决上述
技术介绍
提出的技术问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统与方法，系统包括包括清洗控制组件、激光发射组件和清洗执行组件，所述清洗控制组件与所述激光发射组件和清洗执行组件通讯连接，所述激光发射组件与所述清洗执行组件通过传输光纤连接，所述清洗执行组件包括无人机本体、六轴联动机器人和激光清洗头，所述六轴联动机器人首端安装在无人机本体上，所述六轴联动机器人末端与激光清洗头夹持连接。
[0009]优选的，所述清洗控制组件包括控制模块和PC机，所述激光发射组件为清洗用激光器，所述控制模块两端分别通过线缆与PC机和清洗用激光器连接，所述PC机通过无线模块与无人机本体、六轴联动机器人和激光清洗头通讯连接。
[0010]优选的，所述无人机本体通过供电线缆与供电模块连接，所述供电模块采用无人机高压电源技术对无人机本体进行持续供电。
[0011]优选的，所述无人机本体安装有北斗卫星定位系统。
[0012]优选的，所述无人机本体还包括：
[0013]第一摄像机和第二摄像机，所述第一摄像机和第二摄像机对称设置在所述无人机本体上，所述第一摄像机和第二摄像机与所述清洗控制组件的PC机通讯连接，所述第一摄像机和第二摄像机用于采集绝缘子表面的实时图像，并将采集图像传输至PC机；
[0014]第一高光谱成像仪和第二高光谱成像仪，所述第一高光谱成像仪和第二高光谱成像仪对称设置在所述无人机本体上，所述第一高光谱成像仪和第二高光谱成像仪与所述PC机通讯连接，第一高光谱成像仪和第二高光谱成像仪用于采集绝缘子表面的光谱信号，并
将光谱信号传输至PC机。
[0015]优选的，所述激光清洗头的振镜结构包括可适应性的线扫结构和可适应性的面扫结构中的任意一种，且激光清洗头的激光焦距范围为100
‑
1500mm。
[0016]优选的，所述清洗执行组件还包括第一固定分离式起落架和第二固定分离式起落架，所述第一固定分离式起落架和第二固定分离式起落架设置在地面上，用于无人机本体的着机。
[0017]优选的，所述清洗执行组件还包括无人机着机组件，所述无人机着机组件包括：
[0018]底座，所述底座螺栓连接在着机点地面，所述底座内固定连接有安装板；
[0019]两对称布置的无人机着机板，所述无人机着机板包括板体和杆体，所述板体固定连接在杆体上，所述杆体上下滑动连接在所述底座内，所述杆体位于所述底座外的一端上套设有第一弹性件，所述杆体位于底座内的一端与所述底座内壁之间固定连接有第二弹性件；
[0020]两对称布置的支撑台，所述支撑台通过第三弹性件固定连接在所述安装板上表面，所述安装板上固定连接有导向短杆，所述支撑台滑动连接在所述导向短杆上，所述支撑台上转动连接有丝杆，所述丝杆远离所述支撑台的一端转动连接有提示组件，所述支撑台上设有导电接触体，所述底座内壁上设有与导电接触体对应的驱动件供电组件，导电接触体用于与驱动件供电组件电连接，所述丝杆上设有转动驱动件，所述转动驱动件用于驱动所述丝杆转动，所述转动驱动件与所述导电接触体电连接；
[0021]两对称布置的安全罩，所述安全罩分别螺纹连接在两丝杆上，所述安全罩上设有第一插接孔和第二插接头，所述支撑台上设有第二插接孔和第一插接头，所述第一插接孔用于与所述第一插接头相互配合，所述第二插接孔用于与所述第二插接头相互配合；
[0022]第一齿条和第一齿轮，所述第一齿条固定连接在所述杆体上，所述第一齿轮转动连接在所述底座内，所述第一齿轮用于与所述第一齿条相互啮合，所述第一齿轮对应的转轴上缠绕有拉绳，所述拉绳远离所述第一齿轮转轴的一端固定连接有挡块，所述挡块通过第四弹性件左右滑动连接在所述底座内，所述挡块用于与所述支撑台上表面相互配合；
[0023]第二齿条、第二齿轮和第一锥齿轮，所述第二齿条固定连接在所述杆体上，第二齿轮和第一锥齿轮同轴转动连接在所述底座内，所述第二齿条用于与第二齿轮相互啮合；
[0024]两对称布置的第一转轴和两对称布置的第二转轴，所述第一转轴转动连接在所述安装板底面，所述第二转轴转动连接在所述底座内壁，所述第一转轴上固定连接有第二锥齿轮和第一带轮，所述第二锥齿轮用于与所述第一锥齿轮相互啮合，所述第二转轴上固定连接有第二带轮和凸轮，所述第一带轮与所述第二带轮通过传送带连接；
[0025]电机安装座，所述电机安装座上下滑动连接在所述底座的前后内壁，所述电机安装座上设有与所述凸轮相互配合的凸轮安装槽，所述电机安装座内固定连接有驱动电机；
[0026]T型擦拭头，所述T型擦拭头转动连接在所述安装板上，所述T型擦拭头用于对所述激光清洗头进行清洁，所述T型擦拭头上设有驱动电机适配孔，所述驱动电机适配孔用于与所述驱动电机输出端相互配合；
[0027]提示组件包括：
[0028]提示组件壳体，提示组件壳体固定连接在丝杆远离支撑台的一端；
[0029]两对称布置的升降齿条，所述升降齿条通过第五弹性件固定连接在提示组件壳体
内；
[0030]两对称布置的升降齿轮，所述升降齿轮转动连接在所述提示组件壳体内，所述升降齿轮与所述升降齿条相互啮合；
[0031]升降提示台，所述升降提示台上下滑动连接在所述提示组件壳体前后两侧壁，所述升降提示台上固定连接有提示旗，所述升降提示台两侧壁与所述升降齿轮相互啮合。
[0032]一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污方法，包括以下步骤：
[0033]S1:所述清洗控制组件的PC机发送控制命令给无人机本体，使无人机本体脱离着机点飞临至目标绝缘子附近；
[0034]S2:所述无人机本体上的第一摄像机和第二摄像机对绝缘子表面实时拍摄并将信号传至PC机，基于机器视觉技术，实时调整无人机本体位姿至稳定悬停状态，此时绝缘子处在激光清洗作业范围以内；
[0035]S3:PC机发送控制命令给无人机本体的第一高光谱成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，包括清洗控制组件、激光发射组件和清洗执行组件，所述清洗控制组件与所述激光发射组件和所述清洗执行组件通讯连接，所述激光发射组件与所述清洗执行组件通过传输光纤(4)连接，所述清洗执行组件包括无人机本体(1)、六轴联动机器人(2)和激光清洗头(11)，所述六轴联动机器人(2)首端安装在无人机本体(1)上，所述六轴联动机器人(2)末端与激光清洗头(11)夹持连接。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述清洗控制组件包括控制模块(6)和PC机(7)，所述激光发射组件为清洗用激光器(5)，所述控制模块(6)两端分别通过线缆与PC机(7)和清洗用激光器(5)连接，所述PC机(7)通过无线模块与无人机本体(1)、六轴联动机器人(2)和激光清洗头(11)通讯连接。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述无人机本体(1)通过供电线缆(14)与供电模块连接，所述供电模块采用无人机高压电源技术对无人机本体(1)进行持续供电。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述无人机本体(1)安装有北斗卫星定位系统。5.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述无人机本体(1)还包括：第一摄像机(9)和第二摄像机(13)，所述第一摄像机(9)和第二摄像机(13)对称设置在所述无人机本体(1)上，所述第一摄像机(9)和第二摄像机(13)与所述清洗控制组件的PC机(7)通讯连接，所述第一摄像机(9)和第二摄像机(13)用于采集绝缘子表面的实时图像，并将采集图像传输至PC机(7)；第一高光谱成像仪(10)和第二高光谱成像仪(12)，所述第一高光谱成像仪(10)和第二高光谱成像仪(12)对称设置在所述无人机本体(1)上，所述第一高光谱成像仪(10)和第二高光谱成像仪(12)与所述PC机(7)通讯连接，第一高光谱成像仪(10)和第二高光谱成像仪(12)用于采集绝缘子表面的光谱信号，并将光谱信号传输至PC机(7)。6.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述激光清洗头(11)的振镜结构包括可适应性的线扫结构和可适应性的面扫结构中的任意一种，且激光清洗头(11)的激光焦距范围为100
‑
1500mm。7.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述清洗执行组件还包括第一固定分离式起落架(3)和第二固定分离式起落架(8)，所述第一固定分离式起落架(3)和第二固定分离式起落架(8)设置在地面上，用于无人机本体(1)的着机。8.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的绝缘子激光清洗除污系统，其特征在于，所述清洗执行组件还包括无人机着机组件(15)，所述无人机着机组件(15)包括：底座(150)，所述底座(150)螺栓连接在着机点地面，所述底座(150)内固定连接有安装板(1500)；两对称布置的无人机着机板(1501)，所述无人机着机板(1501)包括板体(1502)和杆体(1503)，所述板体(1502)固定连接在杆体(1503)上，所述杆体(1503)上下滑动连接在所述底座(150)内，所述杆体(1503)位于所述底座(150)外的一端上套设有第一弹性件(1504)，所述杆体(1503)位于底座(150)内的一端与所述底座(150)内壁之间固定连接有第二弹性
件(1505)；两对称布置的支撑台(1506)，所述支撑台(1506)通过第三弹性件(1534)固定连接在所述安装板(1500)上表面，所述安装板(1500)上固定连接有导向短杆(1507)，所述支撑台(1506)滑动连接在所述导向短杆(1507)上，所述支撑台(1506)上转动连接有丝杆(1508)，所述丝杆(1508)远离所述支撑台(1506)的一端转动连接有提示组件(1509)，所述支撑台(1506)上设有导电接触体(1519)，所述底座(150)内壁上设有与导电接触体(1519)对应的驱动件供电组件(152)，导电接触体(1519)用于与驱动件供电组件(152)电连接，所述丝杆(1508)上设有转动驱动件，所述转动驱动件用于驱动所述丝杆(1508)转动，所述转动驱动件与所述导电接触体(1519)电连接；两对称布置的安全罩(151)，所述安全罩(151)分别螺纹连接在两丝杆(1508)上，所述安全罩(151)上设有第一插接孔(1510)和第二插接头(1511)，所述支撑台(1506)上设有第二插接孔(1512)和第一插接头(1513)，所述第一插接孔(1510)用于与所述第一插接头(1513)相互配合，所述第二插接孔(1512)用于与所述第二插接头(1511)相互配合；第一齿条(1514)和第一齿轮(1515)，所述第一齿条(1514)固定连接在所述杆体(1503)上，所述第一齿轮(1515)转动连接在所述底座(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸿伟，孙伟鹏，孙伟生，吴嘉俊，陈泽荣，郭子扬，江永，王浩光，林典鹏，黄坚华，唐健，冯增辉，王双喜，纪煜，沈洋，陈鹏，徐梓渊，张世贵，庄义颖，秦楠，张洵锴，许奕滨，张立杰，林起锋，徐鸿楷，罗大翔，姚丽娜，
申请(专利权)人：华能广东能源开发有限公司汕头轻工装备研究院，
类型：发明
国别省市：